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使用比克示波器PicoScope和数据记录仪PicoLog测量三相市电...

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发表于 2018-11-7 14:40:32 | 显示全部楼层 |阅读模式

使用比克示波器PicoScope和数据记录仪PicoLog测量三相市电信号
英国比克科技 Pico Technology

摘要
本文是一篇测试实例,利用PicoScope示波器和PicoLog数据记录仪分别采集了三相电压、电流信号,分析了供电线路和负载均衡的情况。其中利用PicoScope4444的差分输入特性来采集高电压,它的垂直分辨率很高,对捕获瞬态信号的细节很有帮助。而PicoLog数据记录仪则适合长时间工作记录电压、电流的平均值,以判断整个系统状态的变化趋势。文中提及的高压差分探头、罗氏线圈探头也是此类测试中常用的配件。

一、测试环境
今年夏天,英国比克科技的业务拓展部经理Trevor Smith去法国度假的时候,发现他住的房子是三相供电的,这并不常见(科普一下,普通住宅一栋楼只需要单相电就可以满足使用需求,大型的设施或者豪宅用电需求很大,会提供三相供电,并把它们分配给不同的用电设备),作为一名敬业的比克人,Trevor当然会好好探查一番,神奇的是他竟然随身带了几套Pico的测试设备。于是我们又多了一次应用案例:

安全起见,Trevor先把电闸拉了,然后拿出一台PicoScope4444 高分辨率示波器,通过三根PicoConnect 442 1000V CATIII的差分探头连到了配电箱的三相电上,这种探头的工作等级可以用在固定安装的供电设备上,接在保险丝之前(也就是供电输入的一侧)
友情提醒:为避免生命财产损失,选择探头时一定要注意它的电工工作等级(即CAT)满足你的测试环境要求,否则会发生危险。如果你对CAT不够了解,建议找有资质的电气工程师帮忙。
接着他用一台PicoScope 4824 八通道高分辨率示波器,配了1根TA325三相电流探头,这个探头有三个罗氏线圈,汇集到一个衰减适配器以后,输出三路电压信号,Trevor把它们分别套接到三相电线上,罗氏线圈的一大好处是它是柔性的,不用断开原来的连线,也不用为为电流探头太大套不上去烦恼, 它几乎可以伸进任何复杂拥挤的结构里面。
最后Trevor还在用上了一台PicoLog CM3 电流数据记录仪,用上面配的三根电流钳套在三相电上,运行PicoLog的软件记录长时间工作的电流波形。



二、测试结果:
电压波形看上去失真很小,接近完美的正弦波,说明输出阻抗很小并且没有过载。
图1: PicoScope 4444, 测量三相电压波形
电流波形很明显不平衡,蓝色的一相基本上是正弦波,说明是较大的电阻性负载;红色和绿色的两相幅度小得多,并且已经失去了正弦波的形状,说明负载是开关模式的供电。
图2 PicoScope 4824 测量三相电流波形(实时)
PicoLog CM3 把三相的电流都记录下来了,时间长达几个小时。我们只关心电流的RMS值而不看50Hz的波形。从曲线上能看出蓝色的一相远比绿色和红色的消耗了更多电流,毕竟还没有超出供电的容量,所以在这个案例里还不构成问题。在一些更极端的情况下,就可能需要在三相之间重新分配负载,不要让某一相过载。
图3 PicoLog CM3 记录电流波形
三、结论
Pico的高分辨率示波器是捕获市电波形的理想选择,上面案例里用到的两款示波器都是12bit分辨率,所以能够看到高清的波形细节,测量结果也会更加准确。并且它们的存储深度也很深,即使用高采样率也能抓取很长时间的波形,这样你既能抓到长时间的趋势,还能看到其中的一切高频细节。
我们的四通道示波器,可以完美的测量三相电压或电流,如果想要同时看电压和电流信号,就可以选择八通道的PicoScope4824.
所有Pico示波器都能配备工业标准的探头或者其他第三方配件(PicoScope 4444是差分输入,需要额外配个转接器)
PicoLog的软件可以用在所有的Pico数据记录仪上,包括PicoLog CM3。它是长时间记录的最佳选择,最重要的一点就是有一种可靠的文件格式,在意外断电的情况下也不会损坏,特别大的数据存储效率也会很高。
请访问:这个附件页面,浏览多种类别的电压、电流探头、转接器、连接器和线缆。





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